Tecnologías aplicadas al Mantenimiento Preventivo en el Entorno Industrial

El sector industrial, en nuestros días, requiere cada vez más de un funcionamiento continuo 24/7 y para conseguirlo se deben optimizar el rendimiento y reducir las faltas de continuidad en sistemas. Es entonces cuando las tareas de mantenimiento cobran mayor importancia en las instalaciones. 

Tipos de Mantenimiento

Tradicionalmente, se han diferenciado las tareas de mantenimiento en dos categorías: 

• Mantenimiento preventivo: labores realizadas para mantener en perfecto funcionamiento los elementos técnicos por medio de la realización de un chequeo y tareas rutinarias programadas con cierta periodicidad. 
• Mantenimiento correctivo: trabajos necesarios para volver a poner operativo un elemento con mal funcionamiento o averiado 

En los últimos tiempos, ha aparecido un nuevo concepto en el mantenimiento denominado mantenimiento predictivo (PdM) derivado de la utilización cada vez mayor de la inteligencia artificial (IA), para prever y evitar, actuando sobre el sistema, futuras averías en los sistemas de trabajo. A este nuevo modelo de mantenimiento le dedicaremos una entrada más adelante. Ahora nos centraremos en la tecnología aplicada al mantenimiento preventivo. 

En cada tipo de industria o empresa se utilizan herramientas concretas o propietarias, pero, en general, hay una serie de elementos comunes que vamos a describir a continuación, en los que Venco puede ofrecer soporte. 

Control local y remoto del equipamiento industrial 

Una de las mayores necesidades a la hora de realizar mantenimiento preventivo es conocer el estado de la instalación en todo momento. Para ello, son fundamentales los sistemas SCADA (sistemas de Supervisión, Control y Adquisición de Datos). Para la realización de estas funciones, contamos con elementos tecnológicos cada vez más avanzados. A continuación vamos a detallar cada una de las partes implicadas en un sistema de mantenimiento preventivo: el sistema de supervisión y visualización de datos, el sistema de recogida de datos y la comunicación entre ambos sistemas. 

• Supervisión y Visualización de Datos

La supervisión de los equipamientos industriales, la recolección de datos o los chequeos son procesos imprescindibles para el mantenimiento preventivo. Para esta labor se utilizan normalmente ordenadores de tipo industrial capaces de trabajar 24 horas al día los 365 días del año, normalmente con montaje en rack. A veces también se usan ordenadores de bajo consumo como punto intermedio de adquisición de datos.  

Ordenador industrial para montaje en rack (http://www.kontron.com)

Los racks en los que se montan los ordenadores industriales suelen ubicarse en salas especialmente climatizadas para ello (CPDs). La supervisión de los sistemas se realiza en otra sala interconectando la visualización y la computación con un sistema KVM.  

Con esto ya tendríamos resuelta la parte de computación donde ejecutar nuestro SCADA, nuestras aplicaciones de chequeo, nuestra recolección remota de datos, etc., pero nos queda la parte de visualización que es imprescindible para la realización de todas esas tareas. Debemos pensar en pantallas que soporten un funcionamiento continuo y evitar las pantallas de informática tradicional que acaban “quemándose” y provocando visualizaciones molestas.  

En estos casos, tenemos dos posibles alternativas: usar un monitor ya terminado u optar por montar nuestra solución a medida integrando TFT y touch panel. Otro sistema habitual de supervisión y adquisición de datos a la hora de realizar los mantenimientos preventivos junto al equipo son las tablets industriales. También se pueden usar sistemas tipo Panel PC, que integran la computación y la visualización en un mismo equipo.  

Panel PC táctil (http://www.axiomtek.com)

En las puertas de los racks de los sistemas industriales es habitual encontrar señalizaciones locales que indican el estado de los equipos. Esta señalización puede ser gráfica, con la integración de pequeños Paneles PC o menos detallada con displays gráficos o displays de LED, leds de señalización o señalización acústica. 

Panel PC integrado (https://www.avalue.com.tw/) 

• Recogida de datos (data collecting) 

En el extremo contrario a los sistemas SCADA y estaciones de mantenimiento se encuentran los sistemas de los que se obtienen los datos de supervisión y mantenimiento. Estos equipos integran cada vez más ordenadores embebidos con altas capacidades de proceso que gestionan el funcionamiento de las máquinas y comunican con los sistemas de mantenimiento. 

En estas máquinas suelen estar integrados sensores capaces de recoger parámetros fundamentales del equipo y otros elementos fundamentales para el funcionamiento como IGBTs o fuentes de alimentación con buses de comunicación industriales (I2C, SMBus). Estas pueden ser una de las piezas principales de atención a la hora de realizar un mantenimiento preventivo para evitar tener que realizar, posteriormente, el mantenimiento correctivo. 

• Comunicaciones 

Hasta ahora hemos descrito los dos extremos de la cadena del mantenimiento: el sistema local o remoto de adquisición y supervisión de datos y el equipo a mantener con los sistemas integrados que recogen los datos.  

Pero nos queda en el medio la forma de interconectar ambos elementos; el medio de comunicación entre ambos.  

Todo esto conforma lo que hoy en día definimos como sistemas M2M (Machine to Machine), que ha evolucionado en nuestros días hasta el IoT (Internet of Things) y centrándonos en el entorno industrial al IIoT (Industrial Internet of Things) usando, por ejemplo, la tecnología LPWA. 

Los equipos más antiguos, que en determinadas industrias tienen unos ciclos de vida muy largos, suelen transmitir sus datos mediante puertos de comunicaciones serie. Esto permite la conexión directa con equipos de mano como Tabletas o PC industriales de bajo consumo en local que incluyan puertos serie, lo que no es fácil encontrar en el entorno de consumo, como por ejemplo la Gladius G08290 de Arbor.   

Tablet para entorno industrial Gladius G08290

A día de hoy, existen conversores de medio que pasan de puerto serie a otros medios vía cable, como los convertidores serie-Ethernet, o a medios inalámbricos como Zigbee, DigiMesh, ISM 2.4GHz/868/900Mhz o incluso 2G/3G/4G por medio de módems o routers celulares, lo que permite la conexión a distancia para realizar los mantenimientos programados o para leer datos en remoto. 

Los equipos más modernos, han ido incluyendo puertos Ethernet, que permiten la conexión a Internet o redes locales y que son accesibles desde la misma instalación a través de switches o routers industriales o a distancia / en remoto por medio de gateways inalámbricos o routers celulares. 

Conclusión 

En el sector industrial es importante contar con la última tecnología aplicada al mantenimiento para optimizar las tasas de rendimiento y reducir al mínimo los paros de producción. La recopilación y análisis de datos recibidos en tiempo real puede determinar el estado actual del equipo y predecir su estado futuro con el fin de realizar acciones correctivas que se adelanten a posibles averías.

Desde Venco, podemos ayudarte en la definición de tu proyecto de mantenimiento preventivo, dándote soporte a la hora de definir las necesidades de tus sistemas o en el despliegue de los mismos. Puedes encontrar más información sobre nuestros productos dedicados al mantenimiento preventivo en los enlaces del artículo y en la página dedicada al mantenimiento preventivo de nuestra web.